RU97700U1

RU97700U1 - AC RAIL CIRCUIT

Info

Publication number: RU97700U1
Application number: RU2010116071/11U
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Прокофьев; Наталия Алексеевна Кудинова
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2010-09-20

Abstract

Рельсовая цепь переменного тока, содержащая источник питания переменного тока, подключенный через первый блок согласования к электрически изолированной от других рельсовых цепей рельсовой линии, которая через второй блок согласования подключена к блоку защиты, путевое реле, к одной обмотке которого подключен источник питания постоянного тока, отличающаяся тем, что в нее введен оптрон, светоизлучатель которого включен на выходе блока защиты, а фотоприемник оптрона включен последовательно с источником питания переменного тока и второй обмоткой путевого реле. An AC rail circuit comprising an AC power source connected through a first matching unit to a rail line that is electrically isolated from other rail circuits, which is connected to a protection unit through a second matching unit, a trip relay, to which one DC winding is connected, which differs the fact that an optocoupler is introduced into it, the light emitter of which is turned on at the output of the protection unit, and the optocoupler photodetector is connected in series with the AC power source and the second winding trip relay.

Description

Полезная модель относится к устройствам железнодорожной автоматики и телемеханики.The utility model relates to railway automation and telemechanics devices.

Известна рельсовая цепь переменного тока, содержащая источник питания переменного тока, подключенный через первый блок согласования к электрически изолированной от других рельсовых цепей рельсовой линии, которая через второй блок согласования подключена к импульсному реле (B.C.Аркатов, Ю.В.Аркатов, С.В.Казеев, Ю.В.Ободовский. Рельсовые цепи магистральных железных дорог: Справочник - 3-е издание, переработанное и дополненное. - Москва, Издательство «ООО Миссия-М», 2006 г., рис.3.2, а).A rail AC circuit is known that contains an AC power source connected through a first matching unit to a rail line that is electrically isolated from other rail circuits, which is connected to a pulse relay through a second matching unit (BCArkatov, Yu.V. Arkatov, S.V. Kazeev, Yu.V. Obodovsky, Rail Circuits of Trunk Railways: A Handbook - 3rd Edition, revised and augmented - Moscow, Mission-M LLC, 2006, Fig. 3.2, a).

Недостатком известной рельсовой цепи переменного тока является низкая надежность, так как ее импульсное реле не имеет защиты от воздействия источников посторонних токов, протекающих по рельсам, в том числе от гармоник токов промышленной частоты.A disadvantage of the known AC rail circuit is its low reliability, since its pulse relay does not have protection against the influence of sources of extraneous currents flowing along the rails, including harmonics of industrial frequency currents.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является рельсовая цепь переменного тока, содержащая источник питания переменного тока, подключенный через первый блок согласования к электрически изолированной от других рельсовых цепей рельсовой линии, которая через второй блок согласования подключена к блоку защиты, к выходу которого подключены последовательно соединенные диод и импульсное реле, через замыкающий контакт которого источник питания переменного тока подключен к первой обмотке путевого реле, вторая обмотка которого подключена к источнику питания постоянного тока (SU 1268460, B61L 23/16, Бюл. №41 07.11.86).The closest technical solution to the claimed utility model is an AC rail circuit containing an AC power source connected via a first matching unit to an rail line electrically isolated from other rail circuits, which is connected through a second matching unit to a protection unit, the output of which is connected in series connected diode and pulse relay, through the make contact of which the AC power source is connected to the first winding of the track relay, the second which winding is connected to a DC power source (SU 1268460, B61L 23/16, Bull. No. 41 11/07/86).

Данная рельсовая цепь переменного тока имеет защиту импульсного реле от влияния других источников токов. Недостатком этой рельсовой цепи является низкая надежность, так используемое в нем реле, работая с частотой сигнального тока, быстро вырабатывает свой ресурс.This rail AC circuit has a pulse relay protection against the influence of other current sources. The disadvantage of this rail circuit is its low reliability, so the relay used in it, working with the signal current frequency, quickly develops its resource.

Задача полезной модели заключается в повышении надежности рельсовой цепи переменного тока.The objective of the utility model is to increase the reliability of the AC rail circuit.

Технический результат достигается тем, что в рельсовую цепь переменного тока, содержащую источник питания переменного тока, подключенный через первый блок согласования к электрически изолированной от других рельсовых цепей рельсовой линии, которая через второй блок согласования подключена к блоку защиты, путевое реле, к одной обмотке которого подключен источник питания постоянного тока, введен оптрон, светоизлучатель которого включен на выходе блока защиты, а фотоприемник оптрона включен последовательно с источником питания переменного тока и второй обмоткой путевого реле.The technical result is achieved by the fact that in an AC rail circuit containing an AC power source connected through the first matching unit to a rail line electrically isolated from other rail circuits, which through the second matching unit is connected to a protection unit, a trip relay, to one winding of which a DC power source is connected, an optocoupler is introduced, the light emitter of which is turned on at the output of the protection unit, and the optocoupler photodetector is connected in series with the AC power source th current and a second winding track relay.

Функциональная схема заявляемого устройства представлена на фиг.1. На фиг.2 показана схема блока согласования.Functional diagram of the inventive device is presented in figure 1. Figure 2 shows a diagram of a matching unit.

Рельсовая цепь переменного тока содержит источник питания переменного тока 1, подключенный через первый блок согласования 2 к рельсовой линии 3, которая через второй блок согласования 4 подключена к блоку защиты 5, путевое реле 6, одна обмотка которого подключена к источнику питания постоянного тока 7, оптрон 8, светоизлучатель 9 которого включен на выходе блока защиты, а фотоприемник 10 включен последовательно с источником питания переменного тока 1 и второй обмоткой путевого реле 6. При этом обмотки путевого реле 6 включены согласно. На рисунке позициями 11, 12, 13 и 14 обозначены стыки, электрически изолирующие рельсовые линии заявляемой и смежных с ней рельсовых цепей. На рисунке показаны также мгновенные значения полярностей напряжений переменного тока в рельсовых линиях заявляемой и смежных с ней рельсовых цепей, а также мгновенное значение полярности напряжения во второй обмотке путевого реле 6 при исправном состоянии изолирующих стыков 11-14.The AC rail circuit contains an AC power source 1 connected through the first matching unit 2 to the rail line 3, which through the second matching unit 4 is connected to the protection unit 5, the track relay 6, one winding of which is connected to the DC power source 7, an optocoupler 8, the light emitter 9 of which is connected to the output of the protection unit, and the photodetector 10 is connected in series with the AC power source 1 and the second winding of the track relay 6. In this case, the windings of the track relay 6 are turned on according to. In the figure, the positions 11, 12, 13 and 14 indicate the joints that electrically isolate the rail lines of the claimed and adjacent rail chains. The figure also shows the instantaneous values of the polarity of the AC voltage in the rail lines of the claimed and adjacent rail circuits, as well as the instantaneous value of the voltage polarity in the second winding of the track relay 6 when the insulating joints 11-14 are in good condition.

Блок согласования 2 включает в себя два предохранителя 15 и 16 типа 20871 (2А), через которые первичная обмотка трансформатора 17 типа ПОБС-2А подключена к источнику питания переменным током 1. Вторичная обмотка трансформатора 17 через резистор 18 типа 7157 (1,2 Ом, 3А) и автоматический выключатель 19 типа АВМ-1 (10 А) подключена к рельсовой линии 3 (B.C.Аркатов, Ю.В.Аркатов, С.В.Казеев, Ю.В.Ободовский. Рельсовые цепи магистральных железных дорог: Справочник. - 3-е издание, переработанное и дополненное. - М.: Издательство «ООО Миссия-М», 2006 г., рис.4.3, а), табл.4.3).The coordination unit 2 includes two fuses 15 and 16 of type 20871 (2A), through which the primary winding of transformer 17 of type POBS-2A is connected to an AC power source 1. The secondary winding of transformer 17 is through a resistor 18 of type 7157 (1.2 Ohm, 3A) and an AVM-1 type circuit breaker 19 (10 A) is connected to rail line 3 (BCArkatov, Yu.V. Arkatov, S.V.Kaseev, Yu.V. Obodovsky. Rail circuits of the main railways: Reference book. - 3rd edition, revised and enlarged. - M .: Publishing house "Mission-M LLC", 2006, Fig. 4.3, a), Table 4.3).

В заявляемой рельсовой цепи переменного тока использован оптрон 8 типа АОУ-115А, в котором излучателем света 9 является светодиод, а фотоприемником 10 - фотодинистор (Маскатов Е.А. Справочник по полупроводниковым приборам. - М.: «Журнал «Радио»», 2005 г., с.55). Номинальный ток включения светоизлучателя данного оптрона составляет 20 мА, его максимальные выходное напряжение и ток составляют соответственно 50 В и 100 мА.In the inventive rail AC circuit, an AOU-115A type 8 optocoupler is used, in which the light emitter 9 is an LED and the photodetector 10 is a photodinistor (E. Maskatov, Handbook of semiconductor devices. - M.: “Radio” magazine, 2005 g., p. 55). The rated light emitting current of this optocoupler is 20 mA; its maximum output voltage and current are 50 V and 100 mA, respectively.

В качестве путевого реле 6 в заявляемой рельсовой цепи переменного тока используется двухобмоточное реле НМШ1-1800, напряжение включения которого составляет 16В, выключения - 9В (Сороко В.И., Милюков В.А. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник: в 2 кн. Кн.1. 3-е изд. М.: НПФ «Планета», 2000 г., таблица 110). В качестве блока защиты 5 реле в заявляемой рельсовой цепи переменного тока используется блок типа ЗБФ-1 (Рельсовые цепи магистральных железных дорог: Справочник - 3-е издание, переработанное и дополненное. - М.: Издательство «ООО Миссия-М», 2006 г., рис 4.22). Таким образом, входные и выходные характеристики узлов заявляемой рельсовой цепи согласованы между собой.As a track relay 6 in the inventive rail circuit of an alternating current, a NMSh1-1800 double-winding relay is used, the switching voltage of which is 16V, the switching-off voltage is 9V (Soroko V.I., Milyukov V.A. Railway automation and telemechanics equipment: Reference: 2 kn Book 1. 3rd ed. M.: NPF Planeta, 2000, table 110). As a block of protection for 5 relays in the inventive rail AC circuit, a block of the type ZBF-1 is used (Rail circuits of the main railways: Handbook - 3rd edition, revised and supplemented. - M.: Publishing House "Mission-M", 2006 ., Fig. 4.22). Thus, the input and output characteristics of the nodes of the inventive rail circuit are consistent.

Заявляемая рельсовая цепь переменного тока работает следующим образом.The inventive rail circuit AC operates as follows.

В первую обмотку путевого реле 6 подается постоянное напряжение от источника питания постоянного тока 7. Величина этого напряжения, во-первых, составляет половину напряжения его включения, во-вторых, меньше напряжения выключения этого реле. Для используемого путевого реле типа НМШ1-1800 это напряжение составляет 8В.In the first winding of the path relay 6, a constant voltage is supplied from the DC power source 7. The value of this voltage, firstly, is half the voltage of its inclusion, and secondly, less than the voltage of switching off this relay. For the used travel relay type NMSh1-1800, this voltage is 8V.

При отсутствии на рельсовой линии заявляемой рельсовой цепи железнодорожной подвижной единицы и исправных изолирующих стыков 11-14 переменное напряжение, проходящее от источника питания переменного тока 1 через первый блок согласования 2, рельсовую линию 3, второй блок согласования 4 и блок защиты 5, воздействует на светоизлучатель 9 оптрона 8. В этой цепи блок 2 согласовывает сопротивления источника питания 1 и рельсовой линией 3, блок 4 согласовывает сопротивления рельсовой линии 3 и блока защиты 5, блок защиты 5 исключает появление на своих выходах переменного напряжения, отличного по частоте от частоты переменного тока источника питания 1. Светоизлучатель, то есть светодиод 9, осуществляет однополупериодное выпрямление переменного напряжения, формируемое на выходах блока защиты 5. При каждой прямой полуволне напряжения, получаемого от источника питания переменного тока 1, светодиод 9 оптрона 8 излучает свет, а в момент обратной полуволны напряжения источника питания 1 этот световой поток отсутствует. Под воздействием светового потока, соответствующего прямой полуволне переменного напряжения источника питания 1, фотоприемник, то есть фотодинистор 10 оптрона 8, открывается и во вторую обмотку путевого реле 6 подается импульс положительной полярности (+). Таким образом, фотодинистор 10 также осуществляет однополупериодное выпрямление переменного напряжения, поступающего во вторую обмотку путевого реле 6 от источника питания 1. Величина этого напряжения, во-первых, должна составлять половину напряжения включения путевого реле 6, а во-вторых - быть меньше напряжения выключения этого реле. Для путевого реле 6 типа НМШ1-1800 это напряжение должно составлять также 8В. При этом, одинаковая полярность постоянного тока в обеих обмотках путевого реле 6, вызывает его включение, так как в данном случае магнитные потоки в обмотках путевого реле 6 совпадают. Включенное состояние путевого реле 6 свидетельствует, во-первых, об отсутствии на рельсовой линии данной рельсовой цепи подвижного железнодорожного состава, во-вторых, об исправности изолирующих стыков 11-14.In the absence on the rail line of the claimed rail circuit of the railway rolling unit and serviceable insulating joints 11-14, the alternating voltage passing from the AC power source 1 through the first matching unit 2, the rail line 3, the second matching unit 4 and the protection unit 5, acts on the light emitter 9 of the optocoupler 8. In this circuit, block 2 coordinates the resistances of power supply 1 and rail line 3, block 4 coordinates the resistances of rail line 3 and protection block 5, protection block 5 eliminates the appearance of odes of alternating voltage, different in frequency from the frequency of alternating current of power source 1. A light emitter, that is, LED 9, performs half-wave rectification of alternating voltage generated at the outputs of protection unit 5. For each direct half-wave of voltage received from alternating current power source 1, the LED 9 of the optocoupler 8 emits light, and at the time of the reverse half-wave of the voltage of the power source 1, this light flux is absent. Under the influence of the light flux corresponding to the direct half-wave of the alternating voltage of the power source 1, the photodetector, that is, the photodinistor 10 of the optocoupler 8, opens and a positive polarity pulse (+) is supplied to the second winding of the path relay 6. Thus, the photo-dinistor 10 also performs a half-wave rectification of the alternating voltage supplied to the second winding of the track relay 6 from the power source 1. The value of this voltage, firstly, should be half the voltage on the track relay 6, and secondly, be less than the turn-off voltage this relay. For a path relay 6 type NMSh1-1800, this voltage should also be 8V. In this case, the same polarity of the direct current in both windings of the track relay 6 causes it to turn on, since in this case the magnetic fluxes in the windings of the track relay 6 coincide. The on state of the track relay 6 indicates, firstly, the absence on the rail line of the rail circuit of the rolling stock, and secondly, the health of the insulating joints 11-14.

Колесные пары подвижного состава, при его вступлении на рельсовую линию заявляемой рельсовой цепи, закорачивают ее. Ток на выходе блока защиты 5 становится меньше тока включения светодиода 9 оптрона 8, и светодиод 9 перестает излучать свет. Соответственно, фотодинистор 10 оптрона 8 в момент смены полярности переменного напряжения источника питания 1, закрывается, импульсы постоянного тока положительной полярности от источника питания 1 во вторую обмотку путевого реле 6 перестают поступать. Так как в этом случае путевое реле 6 будет получать питание только по первой обмотке, то оно выключается. Выключенное состояние путевого реле 6 в данном случае свидетельствует о занятости рельсовой цепи железнодорожным подвижным составом.Wheel pairs of rolling stock, when it enters the rail line of the claimed rail chain, short-circuit it. The current at the output of the protection unit 5 becomes less than the turn-on current of the LED 9 of the optocoupler 8, and the LED 9 ceases to emit light. Accordingly, the photodinistor 10 of the optocoupler 8 at the time of changing the polarity of the alternating voltage of the power source 1 is closed, the DC pulses of positive polarity from the power source 1 to the second winding of the path relay 6 stop coming. Since in this case, the track relay 6 will receive power only on the first winding, it turns off. The off state of the track relay 6 in this case indicates the occupancy of the rail chain by railway rolling stock.

При пробое изолирующих стыков, например, 13 и 14, на светодиод 9 оптрона 8 будет воздействовать напряжение, поступающее от источника питания переменного тока смежной рельсовой цепи. Светодиод 9 будет выпрямлять это напряжение «чужого» источника питания, излучая в момент своего открытия световой поток. Однако, так как фаза переменного напряжения в смежной рельсовой цепи противоположна фазе источника питания переменного тока 1 данной рельсовой цепи, включаться светодиод 9 оптрона 8 будет в момент, соответствующий обратной полуволне напряжения своего источника питания 1. Следовательно, фотодинистор 10 оптрона 8 будет открываться и подавать импульсы постоянного тока во вторую обмотку путевого реле 6, полярность которых будет противоположна полярности напряжения, подаваемого в первую обмотку путевого реле 6 от источника питания постоянного тока 7. Так как в данном случае магнитные потоки в обмотках путевого реле 6 будут противоположными, то путевое реле 6 выключиться. Выключение реле 6 при неисправности изолирующих стыков 11-14 является защитным отказом, допустимым в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики.In the breakdown of insulating joints, for example, 13 and 14, the LED 9 of the optocoupler 8 will be affected by the voltage coming from the AC power source of the adjacent rail circuit. LED 9 will rectify this voltage of a “foreign” power source, emitting a light stream at the moment of its opening. However, since the phase of the alternating voltage in the adjacent rail circuit is opposite to the phase of the alternating current power source 1 of the rail circuit, the optocoupler LED 9 will turn on at the moment corresponding to the inverse half-wave of the voltage of its power source 1. Therefore, the photodinistor 10 of the optocoupler 8 will open and feed DC pulses to the second winding of the track relay 6, the polarity of which will be opposite to the polarity of the voltage supplied to the first winding of the track relay 6 from the DC power source current 7. Since in this case the magnetic fluxes in the windings of the track relay 6 will be opposite, the track relay 6 will turn off. The shutdown of the relay 6 in the event of a malfunction of the insulating joints 11-14 is a protective failure, permissible in devices of railway automation and telemechanics.

Любая другая одиночная неисправность заявляемой рельсовой цепи переменного тока приводит к выключению путевого реле 6, то есть к ее защитному отказу.Any other single malfunction of the claimed rail AC circuit leads to the shutdown of the track relay 6, that is, to its protective failure.

В заявляемой рельсовой цепи переменного интенсивно изнашиваемое при работе в импульсном режиме электромеханическое импульсного реле не используется. Поэтому надежность заявляемой рельсовой цепи, которая выполняет те же функции, что и известная рельсовая цепь, будет существенно выше.In the inventive rail circuit of the variable, the electromechanical impulse relay, which is intensively worn out when operating in a pulsed mode, is not used. Therefore, the reliability of the inventive rail chain, which performs the same functions as the known rail chain, will be significantly higher.

Таким образом, введение оптрона в заявляемую рельсовую цепь переменного тока позволяет повысить надежность известной рельсовой цепи переменного тока.Thus, the introduction of an optocoupler in the inventive rail circuit of alternating current allows you to increase the reliability of the known rail circuit of alternating current.

Claims

An AC rail circuit comprising an AC power source connected through a first matching unit to a rail line that is electrically isolated from other rail circuits, which is connected through a second matching unit to a protection unit, a trip relay, to which one DC winding is connected, different the fact that an optocoupler is introduced into it, the light emitter of which is turned on at the output of the protection unit, and the optocoupler photodetector is connected in series with the AC power source and the second winding trip relay.